Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 65851 10.20295/2223-9987-2023-2-41-53 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения On the Operation of a Combined Culvert in the Body of a Double-Track Embankment О работе сборных водопропускных труб в теле насыпи двухпутного земляного полотна Перминов Николай Алексеевич Perminov Nikolay Alekseevich

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation 26 06 2023 26 06 2023 2023 2 41 53 25 06 2023 https://atjournal.ru/en/nauka/article/65851/view

Цель: Установить особенности работы сборных железобетонных водопропускных труб во вмещающем грунтовом массиве двухпутной насыпи с учетом взаимодействия сборных конструкций тела трубы с грунтом. Проанализировать разнонаправленное относительно первого и второго путей сочетание воздействий горизонтальных составляющих поездных нагрузок при встречном прохождении поездов в зоне трубы. Дать предложения по выбору способов усиления конструкций сборных труб с учетом условий их работы в двухпутном земляном полотне. Методы: Анализ и использование аналитических и экспериментальных методов исследований для оценки работы водопропускных труб в теле земляного полотна, в том числе на двухпутных участках. Аналитическое сопоставление результатов исследований и данных инструментальных наблюдений. Результаты: Установлены особенности взаимодействия тела сборной водопропускной трубы с телом двухпутной насыпи при разнонаправленной горизонтальной составляющей поездной нагрузки, проанализирован характер распределения вдоль тела трубы напряженно-деформированного состояния вмещающего массива грунта двухпутного земляного полотна. Показано негативное влияние на тело сборной водопропускной трубы в насыпи на двухпутных участках сочетания разнонаправленного воздействия относительно первого и второго путей горизонтальных составляющих поездных нагрузок при встречном прохождении поездов. Практическая значимость: Полученные результаты о картине напряженно-деформированного состояния вмещающего грунтового массива и распределения усилий вдоль тела трубы при сочетании разнонаправленных горизонтальных воздействиях на двухпутной земляном полотне позволили установить характер их совместной работы. Это явилось основой для разработки предложения по выбору способов усиления конструкций труб с учетом условий их работы в земляном полотне двухпутных участков пути.

Purpose: To find out features of operation of precast reinforced concrete culverts in the embedding soil bulk of the two-track embankment with account of interaction of precast culvert structures and soil for the case of oppositely directed towards the first and second tracks combination of horizontal components of train loads at opposite transit of trains in the ulvert area; to propose on selection of methods of reinforcement of culvert structures with account of conditions of their operation in the two-track subgrade. Methods: The analysis and use of analytical and expemental research methods for evaluating operation of culverts in the body of the subgrade including two-track setions of railway. Analytical comparison of research results and data of instrumental observations. Results: There have beendentified the features of interaction of the body of the precast culvert with the body of the two-track embankment at oppositely directed horizontal components of the train load, there has been analyzed the nature of distribution of stress-strain state of the embedding soil bulk of the two-track subgrade along the culvert body. There has been demostrated a negative influence of the combination of oppositely directed towards the first and second tracks combination of horizontal components of train loads at opposite transit of trains on the body of the precast culvert in the embankment of two-track sections. Practical significance: The obtained results concerning the stress-strain behavior of the embedding soil bulk and distribution of forces along the culvert body at combination of oppositely directed horizontal actions at the two-track subgrade allowed identifying the nature of their joint operation and, based on it, proposing on selection of methods of reinforcement of culvert structures with account of conditions of their operation in the subgrade of two-track parts of railways.

 Сборная водопропускная труба двухпутное земляное полотно поездная нагрузка горизонтальная составляющая нагрузки активное и пассивное давления методы усиления конструкции Precast culvert two-track subgrade train load horizontal component of load active/passive pressures methods of reinforcement of structures

Прокудин И. В. Распространение в железнодорожных насыпях колебаний, возникающих от проходящих поездов / И. В. Прокудин // Вопросы земляного полотна и геотехники на железнодорожном транспорте. - 1980. - Вып. 208/29. - С. 24-30. Prokudin I. V. Rasprostranenie v zheleznodorozhnyh nasypyah kolebaniy, voznikayuschih ot prohodyaschih poezdov / I. V. Prokudin // Voprosy zemlyanogo polotna i geotehniki na zheleznodorozhnom transporte. - 1980. - Vyp. 208/29. - S. 24-30. Смолин Ю. П. Исследование колебаний двухпутных железнодорожных насыпей от поездной нагрузки / Ю. П. Смолин // Известия вузов. Серия: Строительство и архитектура. - 1986. - № 5. - С. 1-20. Smolin Yu. P. Issledovanie kolebaniy dvuhputnyh zheleznodorozhnyh nasypey ot poezdnoy nagruzki / Yu. P. Smolin // Izvestiya vuzov. Seriya: Stroitel'stvo i arhitektura. - 1986. - № 5. - S. 1-20. Кузахметова Э. К. Учет особенностей механического отклика слабых грунтов на действие внешней нагрузки на примере линейных транспортных сооружений / Э. К. Кузахметова, Я. О. Пономарев, Н. С. Степаненко // Полевые и лабораторные методы исследования грунтов: материалы Общероссийской научно-практической конференции. - 2019. - С. 15-25. Kuzahmetova E. K. Uchet osobennostey mehanicheskogo otklika slabyh gruntov na deystvie vneshney nagruzki na primere lineynyh transportnyh sooruzheniy / E. K. Kuzahmetova, Ya. O. Ponomarev, N. S. Stepanenko // Polevye i laboratornye metody issledovaniya gruntov: materialy Obscherossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii. - 2019. - S. 15-25. Дыдышко П. И. Осадки пути и горизонтальные перемещения рельсовпод поездной нагрузкой / П. И. Дыдышко, В. В. Макаров // Вестник ВНИИЖТА. - 2010. - № 1. - С. 19-21. Dydyshko P. I. Osadki puti i gorizontal'nye peremescheniya rel'sovpod poezdnoy nagruzkoy / P. I. Dydyshko, V. V. Makarov // Vestnik VNIIZhTA. - 2010. - № 1. - S. 19-21. Коншин Г. Г. Работа земляного полотна под поездами / Г. Г. Коншин. - Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2012. - 208 с. Konshin G. G. Rabota zemlyanogo polotna pod poezdami / G. G. Konshin. - Uchebno-metodicheskiy centr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte, 2012. - 208 s. Колос А. Ф. Прогнозирование несущей способности и деформативности подшпального основания при повышенных вибродинамических нагрузках / А. Ф. Колос, Е. И. Шехтман, В. В. Говоров и др. // Бюллетень результатов научных исследований. - 2018. - № 2. - С. 60-66. Kolos A. F. Prognozirovanie nesuschey sposobnosti i deformativnosti podshpal'nogo osnovaniya pri povyshennyh vibrodinamicheskih nagruzkah / A. F. Kolos, E. I. Shehtman, V. V. Govorov i dr. // Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy. - 2018. - № 2. - S. 60-66. Серебряков Д. В. Исследование колебательных процессов в земляном полотне на участках сопряжения с мостами / Д. В. Серебряков, А. А. Конон, В. В. Ганчиц // Путь и путевое хозяйство. - 2017. - № 9. - С. 9-11. Serebryakov D. V. Issledovanie kolebatel'nyh processov v zemlyanom polotne na uchastkah sopryazheniya s mostami / D. V. Serebryakov, A. A. Konon, V. V. Ganchic // Put' i putevoe hozyaystvo. - 2017. - № 9. - S. 9-11. Александров А. С. Исследование вертикальных напряжений в земляном полотне с учетом распределяющей способности грунтов / А. С. Александров, Н. П. Александрова, Н. В. Кузин и др. // Транспортное строительство. - 2010. - № 8. - С. 18-21. Aleksandrov A. S. Issledovanie vertikal'nyh napryazheniy v zemlyanom polotne s uchetom raspredelyayuschey sposobnosti gruntov / A. S. Aleksandrov, N. P. Aleksandrova, N. V. Kuzin i dr. // Transportnoe stroitel'stvo. - 2010. - № 8. - S. 18-21. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Под общей ред. В. А. Ильичева и Р. А. Мангушева. - М.: АСВ, 2016. - 1040 с. Spravochnik geotehnika. Osnovaniya, fundamenty i podzemnye sooruzheniya / Pod obschey red. V. A. Il'icheva i R. A. Mangusheva. - M.: ASV, 2016. - 1040 s. Караулов А. М. Определение предельных давлений на ограждения учетом сейсмических воздействий / А. М. Караулов, К. В. Королев, Ю. П. Смолин // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. - 2017. - № 4(43). - С. 49-53. Karaulov A. M. Opredelenie predel'nyh davleniy na ograzhdeniya uchetom seysmicheskih vozdeystviy / A. M. Karaulov, K. V. Korolev, Yu. P. Smolin // Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. - 2017. - № 4(43). - S. 49-53. Саммаль А. С. Аналитический метод определения напряженного состояния многослойной обделки, создаваемой в результате восстановительного ремонта коллекторного тоннеля / А. С. Саммаль, О. М. Левищева, Т. Г. Саммаль // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2013. - № 1. - С. 158-163. Sammal' A. S. Analiticheskiy metod opredeleniya napryazhennogo sostoyaniya mnogosloynoy obdelki, sozdavaemoy v rezul'tate vosstanovitel'nogo remonta kollektornogo tonnelya / A. S. Sammal', O. M. Levischeva, T. G. Sammal' // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. - 2013. - № 1. - S. 158-163. Патент № 2016100526 Российская Федерация RU 2620478 C1. Конструкция для внутренней защиты водопропускных систем и способ восстановительных работ с ней (варианты). Заявка № от 11.01.2016. Patent № 2016100526 Rossiyskaya Federaciya RU 2620478 C1. Konstrukciya dlya vnutrenney zaschity vodopropusknyh sistem i sposob vosstanovitel'nyh rabot s ney (varianty). Zayavka № ot 11.01.2016. Церех С. Г. Прогнозирование поведения водопропускных труб с учетом деформаций и повреждений эксплуатационного характера / С. Г. Церех, И. Г. Овчинников // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. - 2022. - № 3. - С. 79-87. Cereh S. G. Prognozirovanie povedeniya vodopropusknyh trub s uchetom deformaciy i povrezhdeniy ekspluatacionnogo haraktera / S. G. Cereh, I. G. Ovchinnikov // Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. - 2022. - № 3. - S. 79-87. Перминов Н. А. Инновационная геотехнология ремонта водопропускных сооружений / Н. А. Перминов, И. П. Сафонов, А. Н. Перминов // Путь и путевое хозяйство. - 2017. - № 9. - С. 16-21. Perminov N. A. Innovacionnaya geotehnologiya remonta vodopropusknyh sooruzheniy / N. A. Perminov, I. P. Safonov, A. N. Perminov // Put' i putevoe hozyaystvo. - 2017. - № 9. - S. 16-21.